JP2015028201A - Cu−Co−Si系銅合金条及びその製造方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】Co:0.5〜3.0質量%,Si:0.1〜1.0質量%を含有し、Co/Siの質量比:3.0〜5.0であって、残部が銅および不可避的不純物からなり、ランクフォード値rが0.9以上(但し、圧延平行方向に対して0度、45度、90度の方向に試料を引張試験して得られたr値をそれぞれr0、r45、r90としたとき、r=(r0+2×r45+r90)/4)であるCu−Co−Si系銅合金条である。
【選択図】なし
Description
このCo-Si系銅合金として、介在物の大きさを2μm以下として粗大な析出物を少なくすることで、めっき密着性に優れた銅合金が開示されている(特許文献1)。
すなわち、本発明は上記の課題を解決するためになされたものであり、導電率や強度を維持しつつ、加工性に優れたCu−Co−Si系銅合金条及びその製造方法の提供を目的とする。さらには、本発明は、該銅合金板の製造方法、及び大電流用途又は放熱用途に好適な電子部品を提供することをも目的とする。
(降伏強度/引張強度)で表される降伏比が0.95以下であることが好ましい。但し、降伏強度及び引張強度の単位をMPaとして降伏比を求める。
Ni、Cr、Mg、Mn、Ag、P、Sn、Zn、As、Sb、Be、B、Ti、Zr、Al及びFeよりなる群から選ばれる1種以上を合計0.001〜2.5質量%含有することが好ましい。
<Co及びSi>
Co及びSiは、時効処理を行うことによりCoとSiが微細なCo2Siを主とした金属間化合物の析出粒子を形成し、合金の強度を著しく増加させる。また、時効処理でのCo2Siの析出に伴い、導電性が向上する。ただし、Co濃度が0.5%未満の場合、またはSi濃度が0.1(Co%の1/5)%未満の場合は、他方の成分を添加しても所望とする強度が得られない。また、Co濃度が3.0%を超える場合、またはSi濃度が1.0(Co%の1/3)%を超える場合は十分な強度が得られるものの、導電性が低くなり、更には強度の向上に寄与しない粗大なCo−Si系粒子(晶出物及び析出物)が母相中に生成し、曲げ加工性、エッチング性およびめっき性の低下を招く。よって、Coの含有量を0.5〜3.0質量%とする。好ましくは、Coの含有量を1.0〜2.0質量%とする。同様に、Siの含有量を0.1〜1.0質量%とする。好ましくは、Siの含有量を0.2〜0.7質量%とする。
次に、銅合金条の特徴となる規定について説明する。本発明者らは、Cu−Co−Si系銅合金条を所定の条件で製造することで、ランクフォード値rが0.9以上となる合金が得られることがわかった。これは、下記の条件で焼鈍と圧延を繰り返すことで、圧延方向と板厚方向における結晶粒の形状や歪の導入のされ方が均一になり、変形時の板厚方向の減少が抑制されるためと考えられる。
ここで、rは、板の厚み方向と板幅方向のどちらに変形しやすいかという塑性ひずみ値を示し、rが高いほど深絞り性に優れる。
rは理論的には、次式により求められる。
r=ln(Wo /W)/ln(to /t)
ここで、Wo 、Wは変形前、後の板幅であり、to 、tは変形前、後の板厚である。ただし、試験片を取り出す個所によってrが変化するため、本発明においては、
式1:r=(r0+2×r45+r90)/4
(但し、圧延平行方向に対して0度、45度、90度の方向に試料を引張試験して得られたr値をそれぞれr0、r45、r90とする)によってrを求める。
なお、溶体化処理と時効処理との間に最終冷間圧延を行ってもよい。
第1の焼鈍と第1の冷間圧延を上記条件で行うことで、上記したように、圧延方向と板厚方向と板幅方向の結晶粒の形状や歪の導入のされ方が均一になり、変形時の板厚方向の減少が抑制されると考えられる。
第1の焼鈍と第1の冷間圧延との繰り返し回数が2回未満であると、上記した効果が得られず、rが0.9未満となる。
第1の焼鈍において、焼鈍前後で引張強度が20%未満しか減少しない場合、上記した効果が得られず、rが0.9未満となる。一方、焼鈍前後で引張強度が40%を超えると結晶粒径が大きくなりすぎ、rが0.9未満となる。第1の焼鈍は、焼鈍前後で引張強度が15〜30%減少する条件とすると好ましい。
第1の冷間圧延の加工度が10%未満の場合、上記した効果が得られず、rが0.9未満となる。なお、第1の冷間圧延の加工度の上限は、例えば97%である。加工度が97%を超えると2回目の冷間圧延の加工度が10%未満となる。第1の冷間圧延の加工度が15〜50%であると好ましい。
その他の条件は、通常のCu−Co−Si系銅合金条の製造条件と同等とすることができる。
(降伏強度/引張強度)で表される降伏比が0.95以下であると、一様伸び領域(力の増加にしたがって歪みが増加する領域)が得られる荷重域が広くなり、良好な成型形状が得られるため好ましい。
次に、それぞれ表1、表2に示す条件で、第1の焼鈍及び第1の冷間圧延を2回又は3回繰り返し行った。さらに、850〜1000℃で5〜100秒の溶体化処理を行い、次に加工度0〜20%の最終冷間圧延を行い、さらに時効処理(強度が最大となる温度で5時間)を行い、0.2mmの厚みの試料を製造した。
各試料につき、以下の評価を行った。
引張試験機により、JIS−Z2241に従い、圧延方向と平行な方向における引張強度(TS)を測定した。
<0.2%耐力(YS)>
引張試験機により、JIS−Z2241に従い、圧延方向と平行な方向における0.2%耐力(YS)を測定した。0.2%耐力(YS)を降伏強度とした。
引張試験機により、JIS−Z2241に従い、圧延平行方向に対して0度、45度、90度の向きに引っ張り、試験片が破断したときの標点間の長さLと、試験前の標点距離L0との差を%で求めた。圧延平行方向に対して0度、45度、90度の破断伸びをそれぞれE1、E45、E90とした。
<r値>
引張試験機により、JIS−Z2241に従い、圧延平行方向に対してそれぞれ0度、45度、90度の向きに引っ張った。伸びが5%(破断伸びが5%以下の場合は2.5%)のときの板幅と長さを測り、引張試験前後の板幅をそれぞれW0、Wとし、引張試験前後の長さをそれぞれL0、Lとし、r値=ln(Wo /W)/ln(WL/W0Lo)によってr値を算出した。
圧延平行方向に対して0度、45度、90度のr値をそれぞれr0、r45、r90とし、r=(r0+2×r45+r90)/4によって算出した。
<降伏比>
上記したYS/TSの比で求めた。
得られた試料の導電率(%IACS)を4端子法により測定した。
<絞り加工性>
JIS-Z2247に従ったエリクセン試験法により、試料に亀裂が入るまでの押し込み深さが3mm以上のものを、絞り加工性○(良好)とし、3mm未満のものを絞り加工性×(不良)とした。
第1の焼鈍と第1の冷間圧延とを1回しか繰り返さなかった比較例5の場合も、rが0.9未満となり、絞り加工性が劣った。
第1の焼鈍と第1の冷間圧延とを行わなかった比較例6の場合も、rが0.9未満となり、絞り加工性が劣った。
第1の冷間圧延の加工度を10%未満とした比較例7の場合も、rが0.9未満となり、絞り加工性が劣った。
Claims (7)
- Co:0.5〜3.0質量%,Si:0.1〜1.0質量%を含有し、Co/Siの質量比:3.0〜5.0であって、残部が銅および不可避的不純物からなり、
ランクフォード値rが0.9以上(但し、圧延平行方向に対して0度、45度、90度の方向に試料を引張試験して得られたr値をそれぞれr0、r45、r90としたとき、r=(r0+2×r45+r90)/4)であるCu−Co−Si系銅合金条。 - 圧延平行方向に対して0度、45度、90度の伸びをそれぞれE1、E45、E90としたとき、E1、E45、E90がいずれも5%以上である請求項1記載のCu−Co−Si系銅合金条。
- (降伏強度/引張強度)で表される降伏比が0.95以下である請求項1又は2記載のCu−Co−Si系銅合金条。
- Ni、Cr、Mg、Mn、Ag、P、Sn、Zn、As、Sb、Be、B、Ti、Zr、Al及びFeよりなる群から選ばれる1種以上を合計0.001〜2.5質量%含有する請求項1又は2記載のCu−Co−Si系銅合金条。
- 請求項1〜4の何れかに記載のCu−Co−Si系銅合金条の製造方法であって、
熱間圧延、第1の焼鈍、加工度10%以上の第1の冷間圧延、溶体化処理、時効処理をこの順で行い、かつ、前記第1の焼鈍と前記第1の冷間圧延とを2回以上繰り返し、
前記第1の焼鈍は、焼鈍前後で引張強度が10〜40%減少する条件とするCu−Co−Si系銅合金条の製造方法。 - 請求項1〜4の何れか1項に記載のCu−Co−Si系銅合金条を用いた大電流用電子部品。
- 請求項1〜4の何れか1項に記載のCu−Co−Si系銅合金条を用いた放熱用電子部品
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